CN115231772B - 一种二甲基甲酰胺废水生物处理方法 - Google Patents

一种二甲基甲酰胺废水生物处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种二甲基甲酰胺废水生物处理方法，属于生物方法处理高浓度二甲基甲酰胺（DMF）废水领域。所述的处理方法中废水依次经过DMF专属固体菌种激活及培养→废水处理，该工艺操作简单、反应高效，可将DMF降解，最终氧化为NH3和CO2，DMF得到降解。可处理进水DMF浓度10000mg/L以下废水，能够进行专业生物降解，DMF降解效率高于99.5%。本发明的方法是对普通生物法的升级加强，扩宽生物处理DMF废水的适用范围。

Description

一种二甲基甲酰胺废水生物处理方法
技术领域
本发明属于生物方法处理高浓度二甲基甲酰胺废水领域，具体涉及一种二甲基甲酰胺废水生物处理方法。
背景技术
N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为重要的化工原料以及性能优良的溶剂，主要应用于聚氨酯、腈纶、医药、农药、染料、石油化工和皮革等各种化工行业中。二甲基甲酰胺(DMF)化学性质稳定，B/C为0.065，难生物降解，具有一定毒性，DMF具有的稳定性高、可生化性差、具有一定毒性等特点，故DMF废水具有污染物浓度高，总氮浓度高，尤其是有机氮浓度高，但氨氮浓度低的特点。因此DMF废水一直被认为是高毒性、难以生物降解的有机工业废水。
目前DMF废水的处理主要采用物理化学方法，如萃取—吸附法、碱性水解法和Fenton氧化法、蒸馏法等，但此类方法处理成本较高、工艺条件复杂、易产生二次污染等方面的影响，应用空间有限。而普通生物法处理DMF废水存在进水浓度限值低，运行不稳定等缺点，故本专利公开了一种二甲基甲酰胺(DMF)废水生物处理方法，可将DMF降解为二甲胺(DMA)和甲酸盐，DMA再进一步转化为一甲胺(MMA)，最终氧化为NH3和CO2，DMF得到降解。该方法是对普通生物法的升级加强，扩宽生物处理DMF废水的适用范围。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，公开了一种二甲基甲酰胺(DMF)废水生物处理方法，该工艺操作简单、反应高效，可使进水DMF浓度10000mg/L以下废水，能够进行专业生物降解，DMF降解效率高于99.5％。
本发明是这样实现的：
一种二甲基甲酰胺废水生物处理方法，其特征在于，所述的生物处理方法包括以下步骤：
步骤一、二甲基甲酰胺菌种的激活及培养：
1.1、加入0.3-1‰DMF专属复合菌，葡萄糖1-1.5g/L，自来水，pH7-8，菌种扩培槽中25-35℃曝气培养48h激活菌种，DO 2-4mg/L；
1.2、菌种激活完成后检测菌密度，镜检达到1×109CFU/mL即为完成激活培养。
步骤二、废水处理：
2.1、将调节好pH至7-8的二甲基甲酰胺工艺废水通入DMF生物处理池，控制温度为25～35℃，控制反应时间及溶解氧，DMF生物处理池中加入了10％激活培养后的DMF专属降解菌菌液，并将DMF专属降解菌固载在聚氨酯填料上；
2.2、***启动时进水DMF浓度小于1500mg/L，或COD小于2000mg/L时，补加500mg/LCOD当量碳源；
2.3、按DMF浓度500-1000mg/L梯度提负或COD 1000-1500mg/L梯度提负，COD优先，每批换水50-60％，直至进水负荷为目标进水DMF浓度；满负进水DMF浓度最高可达9000-10000mg/L；
2.3、水力停留时间HRT为：
进水DMF 500-4000mg/L，HRT 24h；
进水DMF 5000-8000mg/L，HRT 48h；
进水DMF 10000mg/L，HRT 72h；
2.4、处理工艺：
当DMF≤6000mg/L，采用好氧生化工艺；好氧反应池已接种了激活后的DMF专属降解菌及70％聚氨酯填料；
当DMF>6000mg/L，采用A/O工艺，厌氧及好氧反应池均已接种激活后的DMF专属降解菌及70％聚氨酯填料。
进一步，所述的步骤2.1～2.3菌种驯化过程中，进水PH为7-8，DMF在降解过程释放氨氮，PH上升，需调节PH至7-8；最佳DMF进水浓度为500-8000mg/L。
进一步，DMF在降解过程释放氨氮，PH上升，需调节PH至7-8；废水处理过程中采用酸性试剂或者碱性试剂调节pH，所述的酸性试剂为硫酸或盐酸，碱性试剂为氢氧化钠或氢氧化钙。
进一步，所述的DMF专属固体菌其特征为：利用粪产碱杆菌、假苍白杆菌、短芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、水微菌等菌株制备的微生物菌剂按1：1：1：1：1：1的质量比配比而成。
进一步，所述的DMF专属降解菌和聚氨酯填料固载实施方式为：DMF专属降解菌剂按照10％的投加量分2-3批次投加入装有70％的聚氨酯填料反应池中，控制停留时间为24-72h，取样测定COD、DMF指标、氨氮的指标，DMF降解率大于90％后去除效果稳定5-10d，以500-1000mg/LDMF浓度梯度逐步提高进水DMF浓度，每批换水50-60％，直至进水负荷为目标进水DMF浓度。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：
1、本发明可全生物法处理高浓度DMF废水，效果好、成本低、无二次污染。
2、本发明使用的DMF专属降解菌，是按独有的专属降解菌配方配比而成，可处理高浓度DMF废水，DMF小于10000mg/L时，能够进行专业生物降解，DMF降解效率高于99.5％。
3、本发明可全生物法处理高浓度DMF废水，可将DMF降解，最终氧化为NH3和CO2，DMF得到降解。
附图说明
图1为本发明实施例2中COD变化图；
图2为本发明实施例2中氨氮变化图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以下列举实例对本发明进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种二甲基甲酰胺(DMF)废水生物处理方法，其特征在于，所述的处理方法中废水依次经过DMF专属固体菌种激活及培养→废水处理，具体的实施方案如下：
加入0.3-1‰DMF专属复合菌，葡萄糖1-1.5g/L，自来水，pH7-8，菌种扩培槽中25-35℃曝气(DO 2-4mg/L)培养48h激活菌种；所述的DMF专属固体为粪产碱杆菌、假苍白杆菌、短芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、水微菌等菌株制备的微生物菌剂按1：1：1：1：1：1配比(质量比)而成；
菌种激活完成后检测菌密度，镜检达到1×109CFU/mL即为完成激活培养。
将工艺废水调节pH＝6～9，调整废水的pH。***进水DMF浓度小于1500mg/L(或COD小于2000mg/L，COD优先)，可补加500mg/L COD当量碳源；
DMF专属降解菌和聚氨酯填料固载实施方式为：DMF专属降解菌剂按照10％的投加量分2-3批次投加入装有70％的聚氨酯填料反应池中，控制停留时间为24-72h，取样测定COD、DMF指标、氨氮等指标，DMF降解率大于90％后去除效果稳定5-10d，以500-1000mg/LDMF浓度梯度逐步提高进水DMF浓度，每批换水50-60％，直至进水负荷为目标进水DMF浓度；
DMF生物处理工艺可根据废水DMF浓度及现场实际情况选择合适的生化处理工艺：DMF≤6000mg/L，可采用好氧生化工艺；DMF>6000mg/L，可采用A/O工艺，好氧反应池及厌氧反应池均已接种了DMF专属降解菌及70％聚氨酯填料。水力停留时间为：进水DMF 500-4000mg/L，HRT 24h；进水DMF 5000-8000mg/L，HRT 48h；进水DMF 10000mg/L，HRT 72h。
以下列举具体的实例叙述所述的二甲基甲酰胺(DMF)废水生物处理方法的应用：
实施例1
某废水项目DMF浓度2000mg/L，氨氮23-42，凯氏氮319-331mg/L，COD600mg/L。将激活后的DMF专属降解菌按照10％的投加量投加装有70％的聚氨酯填料的好氧处理反应池中，控制停留时间为24h，取样测定COD、氨氮、凯氏氮、DMF指标。分析检测结果显示，好氧出水COD小于50mg/L，COD去除率大于97％，出水有机氮小于20mg/L，DMF可完全降解。
实施例2
某项目概况升级改造前：物化水量408-840m3/d，生化水量720-1200m3/d，，生化配水池COD 3033-4182mg/L，DMF 582mg/L，二级好氧池出水COD 1005mg/L，生化配水池至二级好氧出水COD去除率65-75％，此时好氧出水总氮240-280mg/L，氨氮80-100mg/L，DMF未完全降解。项目改造后：将激活后的DMF专属降解菌按10％分2次投加至一级好氧池、厌氧池、兼氧池、二级好氧A池，投加30d后，生化配水池COD 3990-4630mg/L，DMF 411-562mg/L，二级好氧池出水COD 253mg/L，生化配水池至二级好氧出水COD去除率94％，此时BAF进水总氮26-30mgL，BAF出水氨氮小于10mg/L，DMF已完全降解，如图1～2所示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种二甲基甲酰胺废水生物处理方法，其特征在于，所述的生物处理方法包括以下步骤：
步骤一、二甲基甲酰胺菌种的激活及培养：
1.1、加入0.3-1‰DMF专属复合菌，葡萄糖1-1.5g/L，自来水，pH7-8，菌种扩培槽中25-35℃曝气培养48h激活菌种， DO 2-4 mg/L；
1.2、菌种激活完成后检测菌密度，镜检达到1×109CFU/mL即为完成激活培养；
步骤二、废水处理：
2.1、将调节好pH至7-8的二甲基甲酰胺工艺废水通入DMF生物处理池，控制温度为25~35℃，控制反应时间及溶解氧，DMF生物处理池中加入了10%激活培养后的DMF专属复合菌菌液，并将DMF专属复合菌固载在聚氨酯填料上；
2.2、***启动时进水DMF浓度小于1500 mg/L，或COD小于2000 mg/L时，补加500 mg/LCOD当量碳源；
2.3、按DMF浓度500-1000 mg/L梯度提负或COD 1000-1500 mg/L梯度提负，每批换水50-60%，直至进水负荷为目标进水DMF浓度；满负进水DMF浓度最高可达9000-10000 mg/L；
2.4、水力停留时间HRT为：
进水DMF 500-4000 mg/L，HRT 24h；
进水DMF 5000-8000 mg/L，HRT 48h；
进水DMF 10000 mg/L，HRT 72h；
2.5、处理工艺：
当DMF ≤6000 mg/L，采用好氧生化工艺；好氧反应池已接种了激活后的DMF专属复合菌及70%聚氨酯填料；
当DMF >6000 mg/L，采用A/O工艺，厌氧及好氧反应池均已接种激活后的DMF专属复合菌及70%聚氨酯填料；
所述的DMF专属复合菌其特征为：利用粪产碱杆菌、假苍白杆菌、短芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、水微菌的菌株制备的微生物菌剂按1：1：1：1：1：1的质量比配比而成。
2.根据权利要求1所述的一种二甲基甲酰胺废水生物处理方法，其特征在于，所述的步骤2.1~2.3菌种驯化过程中，进水pH为7-8，DMF在降解过程释放氨氮，pH上升，需调节pH至7-8；最佳DMF进水浓度为500-8000 mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种二甲基甲酰胺废水生物处理方法，其特征在于，DMF在降解过程释放氨氮，pH上升，需调节pH至7-8；废水处理过程中采用酸性试剂或者碱性试剂调节pH，所述的酸性试剂为硫酸或盐酸，碱性试剂为氢氧化钠或氢氧化钙。
4.根据权利要求1所述的一种二甲基甲酰胺废水生物处理方法，其特征在于，所述的DMF专属复合菌和聚氨酯填料固载实施方式为：DMF专属复合菌按照10%的投加量分2-3批次投加入装有70%的聚氨酯填料反应池中，控制停留时间为24-72h，取样测定COD、DMF指标、氨氮的指标，DMF降解率大于90%后去除效果稳定5-10d，以500-1000 mg/LDMF浓度梯度逐步提高进水DMF浓度，每批换水50-60%，直至进水负荷为目标进水DMF浓度。
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